PCB布局的关键：SW节点的电场和磁场？（4）

深圳比创达EMC 2023-08-09 1411

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PCB布局的关键：SW节点的电场和磁场？|深圳比创达EMC（4）

PCB布局的关键：SW节点的电场和磁场？相信不少人是有疑问的，今天深圳市比创达电子科技有限公司就跟大家解答一下！

开关稳压器或功率变换器电路的开关节点是关键的传导路径，在进行PCB布局时需要特别注意。该电路节点将一个或多个功率半导体开关（例如MOSFET或二极管）连接到磁能存储设备（例如电感或变压器绕组），其开关信号包含了快速切换的dV/dt电压和dI/dt电流，它们很容易耦合到周围的电路上并产生噪声问题，可能导致PCB和系统无法满足严格的电磁兼容性（EMC）要求。

本文将介绍最基本的开关节点波形，助您了解如何在PCB路由时确定适当的开关（SW）节点走线尺寸，并了解开关节点中电场（E场）和磁场（H场）产生的近场耦合效应。

PCB布局的关键：SW节点的电场和磁场？（4）接下来就跟着深圳比创达EMC小编一起来看下吧！

一、SW节点的电场和磁场

开关节点走线由参考平面上方的PCB走线组成，可以看作是微带线的超短版本，尤其是在高频下。微带线阻抗可控，在高速传输线应用中用于数字、高速模拟和射频（RF）信号的传输。尽管开关节点和微带传输线在应用中传导的预期信号不同，但它们的几何结构对于时变电场和磁场仍表现出相似的特性。

图1显示了SW走线上的开关电压和时变电流所产生的电场和磁场。SW走线（宽度w）放置在返回平面上方高度为h的位置。电场线从SW走线的顶部、底部和侧面延伸出来。最强电场（尤其是在高频下）集中在走线底部和边缘最接近返回平面的位置。

图1: 开关节点的电场和磁场

在高频之下，电流出现在电场线终止于返回平面的地方。为了更好地控制电场并减少寄生近场耦合，应尽可能缩短返回平面和SW走线之间的距离（h），并尽可能加大SW走线与周围电路之间的距离。

SW走线中的纹波电流会在走线周围产生时变磁场。来自磁场的磁通量可以通过电路的互感耦合到附近的敏感电路中。与电场类似，限制磁场的最佳方法是最小化h，使返回平面尽可能靠近SW走线，同时增加SW走线与周围电路之间的距离。靠近SW节点放置一个专用的GND返回平面将能够提供良好的磁场抑制能力。

二、结论

对任何开关稳压器或功率变换器电路，SW节点的布局都需要认真对待。了解SW节点波形、确定合理的SW走线尺寸并制定策略最大程度地减少近场耦合，这些都非常重要。

首先，我们要充分了解开关电压波形、电流波形和开关频率。然后根据最大电流需求确定SW走线宽度，并尽可能缩短SW走线长度。最后，在SW节点、周围的IC和电路之间留出足够的间距，以最大程度地减少近场耦合。当采用多层PCB堆叠时，始终将GND返回平面直接置于SW走线下方，并确保走线尽可能靠近GND平面。这将进一步降低来自SW节点的电场和磁场产生的近场耦合。

设计PCB布局时，遵循上述原则将有助于实现更好的EMC设计！

综上所述，相信通过本文的描述，各位对PCB布局的关键：SW节点的电场和磁场都有一定了解了吧，有疑问和有不懂的想了解可以随时咨询深圳比创达这边。今天就先说到这，下次给各位讲解些别的内容，咱们下回见啦！也可以关注我司wx公众平台：深圳比创达EMC！

以上就是深圳市比创达电子科技有限公司小编给您们介绍的PCB布局的关键：SW节点的电场和磁场的内容，希望大家看后有所帮助！

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审核编辑黄宇

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